Ракеты, которые проиграли

Иногда получается так, что логичное и правильное решение останавливает развитие технологий, которые оказались бы очень к месту лет через тридцать. Межконтинентальные баллистические ракеты, летящие со скоростью 22 Маха, оказались проще, чем межконтинентальные крылатые ракеты, которые летели к цели со скоростью 3 Маха. Советские «Буря» и «Буран», американские Snark и Navaho проиграли Р-7 и «Атласам». Но кто знает, может быть, сейчас космос был бы ближе, если бы их разрабатывали дальше?

Исторически, первыми межконтинентальные крылатые ракеты стали разрабатывать американцы, поэтому начнем с них.

SM-62 Snark

Американцев впечатлил успех немецкой крылатой ракеты «Фау-1» и, после окончания войны, они захотели себе такую же, только получше. В 1946 году ВВС США заключили контракт с компанией Нортроп на разработку двух крылатых ракет дальнего действия — дозвукового MX-775A «Снарка» и сверхзвукового MX-775B «Буджума». Снарк и Буджум — вымышленные существа из поэмы Льюиса Кэрролла, и если Снарк по тексту был просто опасен, то встреча с Буджумом для человека была смертельна. Очевидно, тогда у военных и инженеров было отличное чувство юмора…

Программа никогда не пользовалась большой поддержкой Конгресса в виде щедрого финансирования, поэтому первые испытания начались только в 1951 году. Но к этому времени ВВС США вместо дальности в 2500 км захотели межконтинентальную дальность в 10 000 км. Конструкцию «Снарка» пришлось переделывать, а «Буджум» был признан слишком амбициозным и закрыт.



Эскиз «Буджума». Финансовые ограничения и политика оказались смертельными даже для страшного вымышленного существа

«Снарк» же в итоге получил стремительный красивый вид со скошенными крыльями и фирменной неортодоксальностью Нортропа:



На ракете не было горизонтального хвостового оперения, и в полете она управлялась по тангажу элевонами, летя с заметным положительным тангажом (носом вверх).



Проект шел тяжело. Многочисленные аварии при испытательных запусках с мыса Канаверал привели к тому, что вокруг него на морском дне валялось множество упавших и утонувших ракет, а посвященные в тайны проекта острословы шутили про Снарка — нового хищника вод Флориды. Немного помогла замена двигателя J71 на J57. Но когда в 1955 году стали тестировать систему навигации, проблемы начались по новой, уже с ней. Инерциальная система при длительности полета в десять часов давала ошибку в 30 км, что никуда не годилось даже для атомного оружия. Пришлось дополнять ее системой навигации по звездам. Комбинированная астроинерциальная система позволила улучшить точность до 2,4 км. В одном тесте ракета долетела до островов Вознесения с ошибкой 7,4 км, но при расследовании выяснилось, что сами острова были расположены на карте недостаточно точно, и ошибка на самом деле была меньше. В то же время, надежность оставляла желать лучшего — другая ракета улетела в Бразилию, где ее нашли в джунглях 30 лет спустя.

Интересной особенностью ракеты было то, что в испытательных полетах она могла возвращаться на базу после десятичасового полета, и использоваться повторно. В таких полетах на ракету ставили лыжное шасси и тормозной парашют. А аэродром мыса Канаверал получил сохранившееся до сих пор неофициальное название Skid Strip (в вольном переводе «лыжня»).



В случае же боевого применения маршевая часть с двигателем и крыльями должна была эффектно сбрасываться:



А боеголовка — падать в цель. Боеголовкой служил термоядерный заряд W39 тротиловым эквивалентом 3,8 мегатонны.

«Снарк» стал единственной ракетой из всей этой публикации, которая была развернута для боевого применения. В 1959 году на базу Преск-Айл в штате Мэн поступила первая ракета, а 18 марта 1960 ракеты встали на боевое дежурство. Всего на базе было боеготово до 30 ракет. Но к 1960 году «Снарк» уже безнадежно отставал от баллистических ракет. МБР долетала до СССР за двадцать минут и была неуязвима для ПВО, а дозвуковой «Снарк» легко обнаруживался, перехватывался и уничтожался. Уже весной 1961 президент Кеннеди объявил ракету «устаревшей и не имеющей военной ценности», и «Снарка» сняли с вооружения. Сейчас его можно увидеть в нескольких американских музеях.

SM-64 Navaho

Разработка проекта Navaho была начата тоже в 1946 году. Как и в случае со «Снарком», изначальный проект был проще и меньше — под шифром Nativ предполагалось создать систему с ракетным стартом и планирующим полетом на базе технологий V-2 и дальностью 1600 км:



Фото с испытаний Nativ. Пропорции V-2 вполне узнаваемы

Но со временем требования стали меняться. Вооруженные силы США получили достаточное количество ракет небольшой дальности, и они хотели все более дальнобойную ракету. К началу 1950-х годов в требования входили дальность в 10 000 км и скорость в 3 Маха. Конструкцию приходилось менять:



В итоге, вместо концепции «ракетный разгон и планирование» пришлось ставить маршевый прямоточный воздушно-реактивный двигатель, а для того, чтобы он смог запуститься, разгонять его отдельной ракетной ступенью. Для испытаний сделали уменьшенную на треть версию с индексом Navaho G-26.



В ноябре 1956 года состоялись первые испытания. Ракета взорвалась спустя 26 секунд. Следующие десять испытаний также закончились провалом. Только на двенадцатый раз, 22 марта 1957 года, ракета смогла пролететь почти пять минут.





Следующий пуск — снова взрыв на старте. 26 июня — сравнительный успех, еще 4,5 минуты полета. А 13 июля 1957 проект внезапно закрыли. Испытания полноразмерной версии даже не успели начаться. Причина закрытия была очевидна — баллистические ракеты Jupiter, Thor и Atlas приступили к испытаниям весной 1957. Они тоже взрывались на старте, но БРСД Thor смогла пролететь 2100 км в мае, и преимущества баллистических ракет были очевидны. Компания North American, в качестве компенсации за отмененный контракт, получила заказ на разработку крылатой ракеты воздушного старта Hound Dog. И есть некоторая ирония судьбы в том, что инженеры, делавшие Navaho, участвовали потом в разработке кораблей Apollo и, позднее, Space Shuttle.

Впрочем, несмотря на закрытие проекта, тестовые полеты уже изготовленных ракет продолжались до весны 1958. Систему наведения сочли перспективной для возможного использования на других ракетах. В феврале 1958 года одна ракета сумела пролететь больше 2000 км. Увы, к возобновлению программы это не привело. Navaho ждал тот же самый конец — музей.



Все-таки на редкость уродливая конструкция получилась...

СССР
В СССР работы по межконтинентальным ракетам начались позже, но шли интенсивней. Решение о создании беспилотных средств доставки ядерного заряда на межконтинентальную дальность не менее 8000 км было принято Совмином СССР в 1954 году. Одновременно стартовали два направления — баллистические и крылатые ракеты. И если из баллистических ракет выросла знаменитая «семерка», то крылатых ракет было две — Ла-350 «Буря» КБ Лавочкина и М-40 «Буран» КБ Мясищева.

Ла-350 «Буря»

Эскизное проектирование «Бури» было завершено в августе 1954 года. Ракета должна была стартовать вертикально на двух ускорителях первой ступени, подниматься на высоту 17 км и разгоняться до скорости 3М. Там сбрасывались ускорители и включался маршевый прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ПВРД). На нем вторая ступень должна была лететь на высоте 17-18 км, на подлете к цели набирать 25 км для противозенитного маневра и пикировать на цель. Масса ракеты составляла 95 тонн, а система наведения с навигацией по звездам должна была обеспечивать точность до 10 км.



Три проекции



Ракета в монтажно-испытательном комплексе

Испытания начались в июле 1957 года. В первом полете из-за нештатной работы реле были сразу сброшены газовые рули у первой ступени, ракета потеряла управление, кувыркнулась и упала недалеко от старта. Только с пятого раза, весной 1958 года, получилось провести успешный пуск. Испытания шли хорошо, ракета летала все дальше, однако пришла беда, откуда не ждали. Маршевый ПВРД, который можно было проверить только в полете, оказался менее эффективным, чем это было по расчетам. Двигатель потреблял больше топлива, выдавал меньший удельный импульс, и вместо расчетной дальности в 8500 км удалось получить максимум 6500. К тому же, на дворе стоял уже 1960 год, баллистическая ракета Р-7, которая приступила к испытаниям весной 1957 года, уже была принята на вооружение, велись работы по созданию МБР Р-16. «Бурю» закрыли, предложения по созданию на ее базе фоторазведчика или ракеты-мишени были отвергнуты, сейчас о ней напоминают только сохранившиеся в удивительно большом количестве кадры испытаний:



И рендеры сайта «Буран.ру»



Так выглядела вторая ступень в полете

М-40 «Буран»

Про «Буран» известно меньше всего. Он должен был быть почти в два раза тяжелее из-за использования более тяжелой боеголовки, конструктивно был похож на «Бурю», использовал ту же связку «ПВРД + ускорители на ЖРД», только ускорителей было четыре. Дальность «Бурана» по расчетам должна была превысить 9000 км.





Известно, что в 1957 году была построена одна ракета, которая дошла до стадии стендовых испытаний. Проект «Буран» был закрыт уже в 1958 году.

О пользе забытого

По обе стороны океана решение о закрытии проектов межконтитентальных крылатых ракет было логичным, оправданным и верным. Однако вместе с крылатыми ракетами были утеряны технологии создания сверхзвуковых ПВРД большой тяги. Если бы «Буря» сохранилась, например, как фоторазведчик, то наработки по ее двигателю могли бы быть использованы в проекте «Спираль». Да, по плану «Спирали» нужен был гиперзвуковой самолет-разгонник, со скоростью до 6 М, но из-за очевидной технической сложности его создания проект мог бы пытаться использовать наработки по «Буре»/«Бурану» для создания упрощенного носителя первой очереди. К тому же, не будем забывать о том, что, если бы проект сохранился и по нему финансировались бы дальнейшие исследования, были бы шансы на то, чтобы поднять мощность, удельный импульс и максимальную рабочую скорость двигателя. Связка «мини-шаттл+ЖРД+ПВРД+разгонник» при наличии освоенных ПВРД большой тяги вполне могла бы проверить масштабируемость многоразовых систем и, кто знает, может быть, облегчить нам доступ в космос?

Публикации о военном космосе по тегу «военный космос». Всех, кого это касается — с Днем защитника Отечества!
Публикации про варианты и идеи облегчения доступа в космос по одноименному тегу.

Небольшое объявление для жителей Уфы: Моя лекция «Холодные сокровища дальнего внеземелья» пройдет в Уфимском планетарии 26 февраля в 19:00. Для жителей других городов я стараюсь записывать лекции и выкладывать видео.

Источник: geektimes.ru/post/271528/